O mistério geológico conhecido como “Problema Dolomita” foi resolvido.

A dolomita consiste em camadas dispostas de carbonato de cálcio e magnésio. É o mineral responsável por formações geológicas famosas como as Montanhas Dolomitas na Itália, a Escarpa do Niágara na América do Norte e os Penhascos Brancos de Dover no Reino Unido. Sua presença abundante em muitos lugares é o que intriga os cientistas há dois séculos, pois são quase inexistentes nas formações modernas e não podiam ser reproduzidas em laboratório. No entanto, a situação está prestes a mudar.

O claro contraste entre antigos depósitos de dolomita que são extensos na natureza e sua incapacidade de crescer em ambientes contemporâneos, Seja natural ou de laboratório, levou ao que é conhecido como o “Problema Dolomita”.

Inicialmente pensava-se que a dolomita se formava a partir da evaporação da água salgada, gerando uma solução concentrada de carbonato de cálcio e magnésio. No entanto, esta teoria falhou ao tentar replicar este processo em laboratório.

Nova teoria

E agora os cientistas Da Universidade de Michigan E Da Universidade de Hokkaido Eles desenvolveram uma nova teoria que poderia resolver o mistério: para construir montanhas dolomitas, elas devem ser derretidas periodicamente.

Desde a sua descoberta em 1791 pelos franceses diodos de dolomeoOs cientistas não conseguiram cultivar o mineral em laboratório nas condições que se acredita terem levado à sua formação natural.

Quando os minerais se formam na água, os átomos geralmente se depositam de maneira organizada na borda crescente do cristal. No caso da dolomita, essa borda consiste em fileiras alternadas de cálcio e magnésio. Porém, essas fileiras nem sempre se ajustam bem, levando a defeitos na estrutura cristalina. Esses defeitos dificultam a formação de novas camadas de dolomita, retardando seu crescimento.

Porém, se o ambiente em que o mineral é formado sofrer oscilações de temperatura ou salinidade, como pode acontecer em uma praia ou em um lago, o processo de seleção é bastante acelerado. Estas diferenças podem ajudar a alinhar as fileiras de cálcio e magnésio na borda do cristal de dolomita. Na verdade, essas flutuações alteram a solubilidade dos íons cálcio e magnésio na água. Quando a solubilidade de um íon aumenta, ele se dissolve mais facilmente na água, enquanto quando diminui, ele se acomoda mais facilmente no cristal.

Lavagens repetidas contribuem para a formação mais rápida de camadas de dolomita. A água remove íons de cálcio e magnésio que estão deslocados na estrutura cristalina, por exemplo, através da chuva ou dos ciclos das marés.

A lavagem repetida dessas falhas permite que uma camada de dolomita se forme dentro de alguns anos, e as montanhas podem se acumular ao longo do tempo geológico. As poucas áreas onde hoje se forma dolomita são inundadas intermitentemente e depois secam. Isto é consistente com a teoria de que flutuações de temperatura ou salinidade são necessárias para a formação de dolomita.

Teste de laboratório

Para confirmar esta teoria, os investigadores demonstraram que é possível cultivar dolomite em laboratório. Depois de colocar um pequeno cristal de dolomita, que serve de semente para maior crescimento do cristal, em uma solução de cálcio e magnésio, Eles recriaram as condições periódicas usando um feixe de elétrons atingindo o cristal cerca de 4.000 vezes ao longo de duas horas..

Este feixe divide a solução, criando um ácido que remove manchas instáveis ​​e mantém manchas estáveis. Os vazios na estrutura cristalina são rapidamente preenchidos por átomos de magnésio e cálcio que precipitam da solução, formando as fileiras de átomos necessários para a dolomita.

Embora tenham sido obtidas apenas cerca de 300 camadas de dolomita, este resultado excede em muito o máximo de cinco camadas alcançado anteriormente em laboratório.

Foi observado um crescimento de cerca de 100 nanômetros no cristal de dolomita, cerca de 250 mil vezes menor que o diâmetro de uma moeda. Embora apenas cerca de 300 camadas de dolomita tenham sido obtidas, isso excede em muito o máximo de cinco camadas previamente alcançado em laboratório.

Esta solução potencial para o dilema da dolomita oferece não apenas uma nova perspectiva, mas também uma abordagem inovadora para o design e produção de materiais cristalinos. Esses materiais encontram ampla aplicação em tecnologias modernas, como semicondutores, painéis solares, baterias e outros campos tecnológicos.

Referência de notícias:

Junsu Kim, Yuki Kimura e outros. para mim.”A decisão permite que cristais de dolomita cresçam em busca de condições ambientais.”Ciência (2023).